(57)【要約】【課題】中間ロック機構付きの可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）において、ロック制御により完全なロック状態を容易に実現できるようにする。【解決手段】ロック制御によりロックピン５８を突出させたときに進角室４２と遅角室４３との間の連通路６３を開放して進角室４２と遅角室４３との間でオイルが出入り可能な状態に切り替える。これにより、進角室４２にオイルを供給して、該進角室４２から遅角室４３にもオイルを充填するオイル充填モードの制御を所定期間実行する。この後、進角室４２へのオイルの供給を遮断した状態に切り替え、この状態を継続している期間にＶＣＴ位相の変動が小さくなってＶＣＴ位相が中間ロック位相付近で安定したことを確認した時点でロック完了と判定する。【選択図】図４
2010255499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）を変化させてバルブタイミングを調整する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置と、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、ＶＣＴ位相を進角側に駆動する進角室と遅角側に駆動する遅角室と前記ロックピンを駆動する油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御装置と、ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させてＶＣＴ位相を前記中間ロック位相でロックするロック制御を実行するように前記油圧制御装置を制御するロック制御手段とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
前記ロック制御により前記ロックピンを突出させたときに前記進角室と前記遅角室とを連通させて前記進角室と前記遅角室との間でオイルが出入り可能な状態に切り替えられるように構成され、
前記ロック制御手段は、前記ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させて前記進角室と前記遅角室とを連通させた状態に切り替えて前記油圧制御装置により前記進角室と前記遅角室のいずれか一方の室にオイルを供給して両室にオイルを充填するオイル充填モードの制御を所定期間行った後、当該一方の室へのオイルの供給を遮断又は絞った状態に切り替え、この状態を継続している期間にＶＣＴ位相の変動が小さくなってＶＣＴ位相が前記中間ロック位相付近で安定したことを確認した時点でロック完了と判定することを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項２】
ＶＣＴ位相を前記カム軸のトルク方向と反対方向に付勢する付勢手段を備え、
前記ロック制御手段は、前記ロック要求が発生したときにＶＣＴ位相が前記中間ロック位相よりも前記付勢手段の付勢方向側に位置する場合は、ＶＣＴ位相が前記カム軸のトルク方向に前記中間ロック位相を通り越すように前記油圧制御装置を制御した後、前記オイル充填モードの制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記ロック制御手段は、前記オイル充填モードの制御中に、前記進角室と前記遅角室のうち、前記カム軸のトルク方向とは反対方向にＶＣＴ位相を駆動する室にオイルを供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記油圧制御装置は、ＶＣＴ位相を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能と前記ロックピンを駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁を用い、該油圧制御弁の制御量に応じて、ＶＣＴ位相を遅角方向に駆動する遅角モードの制御領域と、ＶＣＴ位相を一定に保持する保持モードの制御領域と、ＶＣＴ位相を進角方向に駆動する進角モードの制御領域と、前記ロックピンをロック方向に付勢するロックモードの制御領域とに区分され、
前記ロックモードの制御領域は、前記進角室と前記遅角室へのオイルの供給を遮断又は絞った状態に維持する領域と、前記進角室と前記遅角室のいずれか一方の室にオイルを供給する領域とに区分されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項５】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）を変化させてバルブタイミングを調整する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置と、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、ＶＣＴ位相を進角側に駆動する進角室と遅角側に駆動する遅角室と前記ロックピンを駆動する油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御装置と、ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させてＶＣＴ位相を前記中間ロック位相でロックするように前記油圧制御装置を制御するロック制御手段と、ロック解除要求が発生したときに前記ロックピンをロック解除方向に駆動するように前記油圧制御装置を制御してロック解除するロック解除制御手段と、ロック解除後にＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相にフィードバック制御するように前記油圧制御装置を制御する位相制御手段とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
前記ロック制御により前記ロックピンを突出させたときに前記進角室と前記遅角室とを連通させて前記進角室と前記遅角室との間でオイルが出入り可能な状態に切り替えられるように構成され、
前記ロック解除制御手段は、前記ロック解除要求が発生したときに、前記ロックピンをロック解除方向に駆動できる制御領域で、一旦、ＶＣＴ位相を前記目標ＶＣＴ位相の方向とは反対方向に駆動する反対方向駆動制御を実行しつつ前記ロックピンをロック解除方向に駆動するように前記油圧制御装置を制御することを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項６】
前記ロック解除制御手段は、前記反対方向駆動制御の実行時間を、冷却水温、油温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項７】
前記ロック解除制御手段は、前記反対方向駆動制御の実行中にＶＣＴ位相の変化を検出した時点でロック解除と判定して前記反対方向駆動制御を終了して前記位相制御手段によるＶＣＴ位相のフィードバック制御に移行することを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項８】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）を変化させてバルブタイミングを調整する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置と、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、ＶＣＴ位相を進角側に駆動する進角室と遅角側に駆動する遅角室と前記ロックピンを駆動する油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御装置と、ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させてＶＣＴ位相を前記中間ロック位相でロックするロック制御を実行するように前記油圧制御装置を制御するロック制御手段とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
前記ロック制御により前記ロックピンを突出させたときに前記進角室と前記遅角室とを連通させて前記進角室と前記遅角室との間でオイルが出入り可能な状態に切り替えられるように構成され、
前記ロック制御手段は、前記ロック制御によるロック状態を継続する期間中に、間欠的に前記進角室又は前記遅角室にオイルを充填する間欠オイル充填制御を実行するように前記油圧制御装置を制御することを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項９】
前記ロック制御手段は、前記間欠オイル充填制御を実行する間隔を、冷却水温、油温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックする中間ロック機構を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、油圧駆動式の可変バルブタイミング装置においては、特許文献１（特開平９−３２４６１３号公報）、特許文献２（特開２００１−１５９３３０号公報）に記載されているように、エンジン停止時のロック位相をＶＣＴ位相の調整可能範囲の略中間に設定して、バルブタイミング（ＶＣＴ位相）の調整可能範囲を拡大するようにしたものがある。このものは、エンジン停止時にロックする中間ロック位相を始動に適した位相に設定して、この中間ロック位相で始動し、始動完了後のエンジン回転上昇（オイルポンプ回転上昇）により油圧が適正な油圧に上昇してから、ロックを解除してＶＣＴ位相をエンジン運転状態に応じて設定した目標ＶＣＴ位相に制御するようにしている。また、アイドル時も、始動時と同様に、オイルポンプの吐出油圧が低下して、ＶＣＴ位相をアイドル運転に適した中間ロック位相付近に保持することが困難になるため、ロックピンでＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックすることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２４６１３号公報
【特許文献２】特開２００１−１５９３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記中間ロック機構付きの可変バルブタイミング装置においては、ロック要求が発生したときに、ロックピンを突出させながらＶＣＴ位相を中間ロック位相へ駆動してロックするように油圧を制御すると、ロックピンの先端がロック穴の側面に強く押し付けられた状態となってしまうことがあり、その結果、ロックピンがロック穴に完全に嵌まり込まずにＶＣＴ位相が安定してしまうことがある。このように、ロックピンがロック穴に完全に嵌まり込んでいない不完全なロック状態になると、エンジン運転状態が変化したときに、ロックが不用意に外れてしまったり、ロックピンの先端に過大な荷重が加わってロックピンが変形してしまう可能性がある。
【０００５】
また、ロック解除要求が発生したときに、ロックピンをロック穴から抜き出してロック解除してからＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相に駆動することになるが、ロック解除要求発生後に早めにＶＣＴ位相の駆動を開始すると、ロックピンがロック穴から完全に抜き出される前にＶＣＴ位相の駆動が開始されてロックピンの先端がロック穴の側面に強く押し付けられてロックピンがロック穴から抜け出せなくなってしまう可能性がある。
【０００６】
この対策として、ロック解除制御時に目標ＶＣＴ位相を中間ロック位相付近に設定してロックピンの先端がロック穴の側面に強く押し付けられないように制御しながらロック解除する方法が考えられるが、目標ＶＣＴ位相を中間ロック位相付近に設定すると、実際にロック解除が完了しても、ＶＣＴ位相が中間ロック位相から動きにくいため、ロック解除の判定が難しくなり、その結果、ロック解除の判定が遅れて、ＶＣＴ位相をエンジン運転状態に応じて設定した目標ＶＣＴ位相へ駆動する位相フィードバック制御の開始タイミングが遅れてしまい、ロック状態からの位相フィードバック制御の応答性が悪くなってしまう。
【０００７】
また、ロック状態が継続する期間は、ＶＣＴ位相を制御する必要がないため、進角室や遅角室へのオイルの供給を停止したり、或は、ロックピンとロック穴との隙間でＶＣＴ位相が不安定にがたつくのを防止するために進角室や遅角室へのオイルの供給を最小限に絞ってロックピンをロック穴の側面に軽く押し付けるようにしているが、エンジン高温時には、オイルの粘度が低下して進角室や遅角室の隙間からオイルが漏れやすくなって漏れ量の方が供給量よりも多くなるため、ロック状態の期間が長くなるに従って、進角室や遅角室のオイル充填量が減少して油圧が低下してしまい、その結果、ロック解除要求に応じてロック解除したときに、油圧不足でＶＣＴ位相を保持できないために、ＶＣＴ位相が目標ＶＣＴ位相の方向とは反対方向に急変してドライバビリティが悪化する等の不具合が発生する可能性がある。
【０００８】
この対策として、ロック状態が継続する期間中に進角室や遅角室にオイルを供給し続けると、ロックピンに過大な荷重が作用して耐久性を低下させてしまう可能性がある。しかも、ロック状態に制御されるアイドル時等は、本来的にオイルポンプの吐出油圧が低くなるため、ロック状態の期間に進角室や遅角室にオイルを供給し続けると、車両の他の油圧駆動機器を駆動する油圧を確保できなくなって他の油圧駆動機器の動作性を損なってしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「ＶＣＴ位相」という）を変化させてバルブタイミングを調整する油圧駆動式の可変バルブタイミング装置と、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲に位置する中間ロック位相でロックするロックピンと、ＶＣＴ位相を進角側に駆動する進角室と遅角側に駆動する遅角室と前記ロックピンを駆動する油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御装置と、ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させてＶＣＴ位相を前記中間ロック位相でロックするロック制御を実行するように前記油圧制御装置を制御するロック制御手段とを備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記ロック制御により前記ロックピンを突出させたときに前記進角室と前記遅角室とを連通させて前記進角室と前記遅角室との間でオイルが出入り可能な状態に切り替えられるように構成され、前記ロック制御手段は、前記ロック要求が発生したときに前記ロックピンを突出させて前記進角室と前記遅角室とを連通させた状態に切り替えて前記油圧制御装置により前記進角室と前記遅角室のいずれか一方の室にオイルを供給して両室にオイルを充填するオイル充填モードの制御を所定期間行った後、当該一方の室へのオイルの供給を遮断又は絞った状態に切り替え、この状態を継続している期間にＶＣＴ位相の変動が小さくなってＶＣＴ位相が前記中間ロック位相付近で安定したことを確認した時点でロック完了と判定するようにしたものである。なお、中間ロック位相は、調整可能範囲に位置すれば良く、例えば、調整可能範囲の中間に位置しても良いし、中間の位置に対して進角側、遅角側に設けるようにしても良い。
【００１０】
この構成では、ロック解除状態の場合は、進角室と遅角室との間の連通路がロックピンで遮断された状態に維持されるが、ロック要求が発生して、ロックピンが突出すると、進角室と遅角室との間の連通路が開放されて両室が連通した状態に切り替えられる。この状態で、油圧制御装置により進角室と遅角室のいずれか一方の室にオイルを供給して両室にオイルを充填するオイル充填モードの制御を実行する。このオイル充填モードの制御を所定期間実行した後、オイルの供給を遮断又は絞った状態に切り替える。この段階では、まだＶＣＴ位相を保持する力（両室の油圧）は不足するため、カム軸のトルクによりＶＣＴ位相が変動するが、この変動により、ＶＣＴ位相が中間ロック位相に一致したときに、ロックピンがロック穴に嵌まり込んでロックした状態となる。この後は、ＶＣＴ位相が中間ロック位相で安定するため、ＶＣＴ位相が中間ロック位相付近で安定したことを確認した時点でロック完了と判定することができる。これにより、ロックピンをロック穴に確実に嵌まり込ませて完全なロック状態を容易に実現できると共に、ロック完了の誤判定を防止することができる。
【００１１】
ところで、ＶＣＴ位相をカム軸のトルク方向と反対方向に付勢する付勢手段を備えた構成では、ロック制御中にＶＣＴ位相が付勢手段の付勢方向（カム軸のトルク方向と反対方向）に自然に変化していくため、ロック要求が発生したときにＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも付勢手段の付勢方向側に位置する場合は、その位相からロック制御を行うと、付勢手段の付勢力がＶＣＴ位相を中間ロック位相から遠ざける方向に作用してしまい、付勢手段の付勢力を利用してＶＣＴ位相を中間ロック位相に近付けることができない。
【００１２】
そこで、請求項２のように、ＶＣＴ位相をカム軸のトルク方向と反対方向に付勢する付勢手段を備えた構成のものでは、ロック要求が発生したときにＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも付勢手段の付勢方向側に位置する場合は、ＶＣＴ位相がカム軸のトルク方向に中間ロック位相を通り越すように油圧制御装置を制御した後、前記オイル充填モードの制御を実行するようにすると良い。このようにすれば、ロック要求発生時のＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも進角側・遅角側のどちらであっても、常にＶＣＴ位相を中間ロック位相よりも付勢手段の付勢方向とは反対方向側に位置させた状態でオイル充填モードの制御（ロック制御）を行うことができて、常に付勢手段の付勢力を利用してＶＣＴ位相を中間ロック位相に近付けて確実にロックさせることができる。
【００１３】
また、オイル充填モードの制御中は、進角室と前記遅角室のいずれか一方の室にオイルを供給して連通路を通して他方の室にもオイルを充填するが、両室間のオイルの流動遅れがあるため、油圧制御装置からオイルを供給する方の室の油圧が他方の室の油圧よりも高くなり、この油圧の差によってＶＣＴ位相を緩やかに変化させることができる。
【００１４】
この特性を考慮して、請求項３のように、オイル充填モードの制御中に、進角室と遅角室のうち、カム軸のトルク方向とは反対方向にＶＣＴ位相を駆動する室にオイルを供給するようにすると良い。このようにすれば、オイル充填モードの制御中にＶＣＴ位相をカム軸のトルク方向とは反対方向（付勢手段の付勢方向）に緩やかに変化させるように油圧を作用させることができる。
【００１５】
本発明において、油圧制御装置は、ＶＣＴ位相を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁と、ロックピンを駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁とを個別に有する構成のものを用いても良いし、ＶＣＴ位相を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能とロックピンを駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁を用いても良い。
【００１６】
請求項４のように、ＶＣＴ位相を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能とロックピンを駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁を用いる場合は、該油圧制御弁の制御量に応じて、ＶＣＴ位相を遅角方向に駆動する遅角モードの制御領域と、ＶＣＴ位相を一定に保持する保持モードの制御領域と、ＶＣＴ位相を進角方向に駆動する進角モードの制御領域と、前記ロックピンをロック方向に付勢するロックモードの制御領域とに区分され、前記ロックモードの制御領域は、前記進角室と前記遅角室へのオイルの供給を遮断又は絞った状態に維持する領域と、前記進角室と前記遅角室のいずれか一方の室にオイルを供給する領域とに区分された構成のものを用いると良い。この構成により、１つの油圧制御弁で、本発明の油圧制御を実現することができる。
【００１７】
また、請求項５のように、ロック要求が発生したときにロックピンを突出させてＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックするように油圧制御装置を制御するロック制御手段と、ロック解除要求が発生したときにロックピンをロック解除方向に駆動するように油圧制御装置を制御してロック解除するロック解除制御手段と、ロック解除後にＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相にフィードバック制御するように油圧制御装置を制御する位相制御手段とを備え、前記ロック制御によりロックピンを突出させたときに進角室と遅角室とを連通させて進角室と遅角室との間でオイルが出入り可能な状態に切り替えられるように構成され、前記ロック解除制御手段は、ロック解除要求が発生したときに、ロックピンをロック解除方向に駆動できる制御領域で、一旦、ＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相の方向とは反対方向に駆動する反対方向駆動制御を実行しつつロックピンをロック解除方向に駆動するように前記油圧制御装置を制御するようにしても良い。
【００１８】
このように、ロック解除要求が発生したときに、ロックピンをロック解除方向に駆動できる制御領域で、一旦、ＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相の方向とは反対方向に駆動する反対方向駆動制御を実行しつつロックピンをロック解除方向に駆動するように油圧制御装置を制御すれば、ロック解除制御時にロックピンの先端がロック穴の目標ＶＣＴ位相方向側の壁面に強く押し付けられてロックピンがロック穴から抜け出せない状態になることを防止できて、確実にロック解除できると共に、ロック解除の判定が容易であり、ロック状態からの位相フィードバック制御の応答性を向上できる。
【００１９】
この場合、反対方向駆動制御の実行時間は、ロック解除動作に要する時間を想定して、予め決めた一定の時間に設定しても良いが、この反対方向駆動制御の実行時間の適正値は、油温（冷却水温）や内燃機関回転速度に応じて変化する。油温（冷却水温）に応じてオイルの粘度（流動抵抗）が変化して油圧上昇速度が変化し、また、内燃機関回転速度に応じてオイルポンプの回転速度（吐出量）が変化して油圧上昇速度が変化するためである。
【００２０】
例えば、反対方向駆動制御の実行時間が長くなり過ぎると、ロック解除制御時にロックピンの先端がロック穴の目標ＶＣＴ位相の方向とは反対側の壁面に強く押し付けられてロックピンがロック穴から抜け出せなくなる可能性があり、一方、反対方向駆動制御の実行時間が短くなり過ぎると、油圧上昇が不足してロックピンがロック穴の目標ＶＣＴ位相の方向側の壁面に強く押し付けられた状態を十分に緩和できず、ロック解除に失敗する可能性がある。
【００２１】
そこで、請求項６のように、反対方向駆動制御の実行時間を、冷却水温、油温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定するようにしても良い。このようにすれば、冷却水温、油温、内燃機関回転速度がどの様に変化しても、ＶＣＴ位相の反対方向の駆動量を適正に設定でき、ロック解除制御時にロックピンがロック穴の目標ＶＣＴ位相の方向とは反対側の壁面に強く押し付けられてロックピンがロック穴から抜け出せなくなることを防止できると共に、油圧不足でロック解除に失敗することも防止できる。
【００２２】
また、請求項７のように、反対方向駆動制御の実行中にＶＣＴ位相の変化を検出した時点でロック解除と判定して、反対方向駆動制御を終了して位相フィードバック制御に移行するようにしても良い。ロック解除が完了すると、ＶＣＴ位相が変化し始めるため、ＶＣＴ位相の変化を検出した時点でロック解除と判定することができる。
【００２３】
また、請求項８のように、ロック制御によりロックピンを突出させたときに進角室と遅角室とを連通させて進角室と遅角室との間でオイルが出入り可能な状態に切り替えられるように構成され、ロック制御によるロック状態が継続する期間中に、間欠的に進角室又は遅角室にオイルを充填する間欠オイル充填制御を実行するように油圧制御装置を制御するようにしても良い。このようにすれば、ロック状態が継続する期間中に、進角室や遅角室の隙間からオイルが漏れても、間欠オイル充填制御により間欠的に進角室又は遅角室にオイルを補給することができ、オイル漏れにより進角室や遅角室のオイル充填量が減少して油圧が低下することを防止できる。しかも、ロック状態が継続する期間中に、間欠オイル充填制御を間欠的に実行するだけであるため、車両の他の油圧駆動機器を駆動する油圧を確保でき、他の油圧駆動機器の動作性に与える影響が少ない。
【００２４】
この場合、間欠オイル充填制御を実行する間隔は、予め決められた一定の間隔に設定しても良いが、請求項９のように、間欠オイル充填制御を実行する間隔を、冷却水温、油温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定するようにしても良い。油温（冷却水温）に応じてオイルの粘度が変化して各室からのオイルの漏れ量が変化し、また、内燃機関回転速度によっても各室からのオイルの漏れ量が変化する。従って、間欠オイル充填制御を実行する間隔を、冷却水温、油温、内燃機関回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定すれば、冷却水温、油温、内燃機関回転速度がどの様に変化しても、各室のオイルの漏れ具合に応じて適正なタイミングでオイルを補給して各室の油圧を適正範囲に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す制御システム全体の概略構成図である。
【図２】図２は可変バルブタイミング装置と油圧制御回路の構成を説明する縦断側面図である。
【図３】図３は可変バルブタイミング装置の縦断正面図である。
【図４】図４はロックピンの状態と進角室−遅角室間の連通／遮断との関係を説明する図であり、（ａ）はロック解除状態の場合の進角室−遅角室間の遮断状態を説明する図、（ｂ）は正常なロック状態の場合の進角室−遅角室間の連通状態を説明する図、（ｃ）は不完全なロック状態の場合の進角室−遅角室間の連通状態を説明する図である。
【図５】図５は可変バルブタイミング装置の制御特性を説明する図である。
【図６】図６はＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも遅角側の位相で保持されている状態でロック要求が発生したときのロック制御の一例を示すタイムチャートである。
【図７】図７はロック状態が継続する期間中の間欠オイル充填制御の一例を示すタイムチャートである。
【図８】図８はロック解除制御の一例を示すタイムチャートである。
【図９】図９はロック制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は間欠オイル充填制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図１１はロック解除制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態を吸気バルブの可変バルブタイミング装置に適用して具体化した一実施例を説明する。
【００２７】
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１１は、クランク軸１２からの動力がタイミングチェーン１３により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の進角量（ＶＣＴ位相）を調整する可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）が設けられている。
【００２８】
また、吸気側カム軸１６の外周側には、気筒判別のために特定のカム角でカム角信号パルスを出力するカム角センサ１９が設置され、一方、クランク軸１２の外周側には、所定クランク角毎にクランク角信号パルスを出力するクランク角センサ２０が設置されている。これらカム角センサ１９及びクランク角センサ２０の出力信号は、エンジン制御回路２１に入力され、このエンジン制御回路２１によって吸気バルブの実バルブタイミング（実ＶＣＴ位相）が演算されると共に、クランク角センサ２０の出力パルスの周波数（パルス間隔）に基づいてエンジン回転速度が演算される。また、エンジン運転状態を検出する各種センサ（吸気圧センサ２２、水温センサ２３、スロットルセンサ２４等）の出力信号がエンジン制御回路２１に入力される。
【００２９】
このエンジン制御回路２１は、上記各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、可変バルブタイミング制御（位相フィードバック制御）を行い、吸気バルブの実バルブタイミング（実ＶＣＴ位相）を目標バルブタイミング（目標ＶＣＴ位相）に一致させるように可変バルブタイミング装置１８を駆動する油圧をフィードバック制御する。
【００３０】
次に、図２及び図３に基づいて可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）の構成を説明する。
可変バルブタイミング装置１８のハウジング３１は、吸気側カム軸１６の外周に回動自在に支持されたスプロケット１４にボルト３２で締め付け固定されている。これにより、クランク軸１２の回転がタイミングチェーン１３を介してスプロケット１４とハウジング３１に伝達され、スプロケット１４とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転する。
【００３１】
一方、吸気側カム軸１６の一端部には、ロータ３５がボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。
【００３２】
図３に示すように、ハウジング３１の内部には、複数のベーン収容室４０が形成され、各ベーン収容室４０が、ロータ３５の外周部に形成されたベーン４１によって進角室４２と遅角室４３とに区画されている。少なくとも１つのベーン４１の両側部には、ハウジング３１に対するロータ３５（ベーン４１）の相対回動範囲を規制するストッパ部５６が形成され、このストッパ部５６によって実ＶＣＴ位相（カム軸位相）の調整可能範囲の最遅角位相と最進角位相が規制されている。
【００３３】
可変バルブタイミング装置１８には、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックする中間ロック機構５０が設けられている。この中間ロック機構５０の構成を説明すると、いずれか１つ又は複数のベーン４１にロックピン収容孔５７が設けられ、このロックピン収容孔５７に、ハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）との相対回動をロックするためのロックピン５８が突出可能に収容され、このロックピン５８がスプロケット１４側に突出してスプロケット１４のロック穴５９に嵌り込むことで、ＶＣＴ位相がその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックされる。この中間ロック位相は、エンジン１１の始動に適した位相に設定されている。尚、ロック穴５９をハウジング３１に設けた構成としても良い。
【００３４】
ロックピン５８は、スプリング６２によってロック方向（突出方向）に付勢されている。また、ロックピン５８の外周部とロックピン収容孔５７との間には、ロックピン５８をロック解除方向に駆動する油圧を制御するためのロック解除用の油圧室が形成されている。  また、ハウジング３１には、進角制御時にロータ３５を進角方向に相対回動させる油圧をばね力で補助する付勢手段としてねじりコイルばね等のばね５５（図２参照）が設けられている。吸気バルブの可変バルブタイミング装置１８では、吸気側カム軸１６のトルクがＶＣＴ位相を遅角させる方向に作用することから、上記ばね５５は、ＶＣＴ位相を吸気側カム軸１６のトルク方向と反対方向である進角方向に付勢することになる。
【００３５】
本実施例では、ばね５５が作用する範囲は、最遅角位相から中間ロック位相直前までの範囲に設定され、エンジンストール等の異常停止後の再始動時のフェールセーフを想定して、ロックピン５８がロックピン収容孔５７から外れた状態で中間ロック位相より遅角側の実ＶＣＴ位相で始動した場合に、スタータ（図示せず）によるクランキング中に、ばね５５のばね力により実ＶＣＴ位相を遅角側から中間ロック位相へ進角させる進角動作を補助してロックピン５８をロックピン収容孔５７に嵌まり込ませてロックできるように構成されている。
【００３６】
一方、中間ロック位相より進角側の実ＶＣＴ位相で始動した場合は、クランキング中に吸気側カム軸１６のトルクが遅角方向に作用するため、吸気側カム軸１６のトルクにより実ＶＣＴ位相を進角側から中間ロック位相へ遅角させてロックピン５８をロックピン収容孔５７に嵌まり込ませてロックさせることができる。
尚、ばね５５のばね力が最遅角位相から最進角位相までの全域で作用するように構成しても良い。
【００３７】
更に、本実施例では、図４に示すように、ロータ３５には、進角室４２と遅角室４３とを連通させるための連通路６３が形成され、図４（ａ）に示すように、ロックピン５８がロック穴５９から抜き出されたロック解除状態の場合は、進角室４２と遅角室４３との間の連通路６３がロックピン５８で遮断された状態に維持される。また、図４（ｂ）に示すように、ロックピン５８が突出してロック穴５９に嵌まり込んだロック状態の場合は、進角室４２と遅角室４３との間の連通路６３が開放され、進角室４２と遅角室４３との間でオイルが出入り可能な状態に維持される。この場合、ロックピン５８が所定量以上突出すれば、ロック状態にならなくても、図４（ｃ）に示すように、連通路６３が開放されて進角室４２と遅角室４３との間でオイルが出入り可能な状態に切り替えられるように構成されている。
【００３８】
また、本実施例では、可変バルブタイミング装置１８のＶＣＴ位相及びロックピン５８を駆動する油圧を制御する油圧制御装置は、ＶＣＴ位相を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能とロックピン５８を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁２５により構成され、エンジン１１の動力によって駆動されるオイルポンプ２８により、オイルパン２７内のオイル（作動油）が汲み上げられて油圧制御弁２５に供給される。この油圧制御弁２５は、例えば８ポート・４ポジション型のスプール弁により構成され、図５に示すように、油圧制御弁２５の制御デューティ（制御量）に応じて、ロックモードＬ１，Ｌ２、進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲの４つの制御領域に区分されている。
【００３９】
ロックモードＬ１，Ｌ２の制御領域では、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室へのオイル供給油路を遮断してロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室の油圧を抜いて、スプリング６２によってロックピン５８をロック方向に突出させる。
【００４０】
更に、ロックモードＬ１，Ｌ２の制御領域は、ロックピン５８を突出させながら進角室４２へのオイル供給油路を開放して進角室４２にオイルを供給するオイル充填モードＬ１の制御領域と、ロックピン５８を突出させながら進角室４２と遅角室４３の両方のオイル供給油路を遮断して両室４２，４３の油圧を保持するロック保持モードＬ２の制御領域とに区分されている。
【００４１】
進角モードＡの制御領域では、遅角室４３へのオイル供給油路を遮断して、油圧制御弁２５の遅角ポートをドレンポートに連通させて遅角室４３の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、進角室４２へのオイル供給油路を開放して、進角室４２にオイルを供給して進角室４２の油圧を変化させて実ＶＣＴ位相を進角させる。
【００４２】
保持モードＨの制御領域では、進角室４２と遅角室４３の両方のオイル供給油路を遮断して両室４２，４３の油圧を保持して、実ＶＣＴ位相が動かないように保持する。
【００４３】
遅角モードＲの制御領域では、進角室４２へのオイル供給油路を遮断して、油圧制御弁２５の進角ポートをドレンポートに連通させて進角室４２の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、遅角室４３へのオイル供給油路を開放して、遅角室４３にオイルを供給して遅角室４３の油圧を変化させて実ＶＣＴ位相を遅角させる。
【００４４】
ロックモードＬ１，Ｌ２以外の制御領域（進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲ）では、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室へのオイル供給油路を開放してロック解除用油圧室にオイルを充填してロック解除用油圧室の油圧を上昇させ、その油圧によりロックピン５８をロック穴５９から抜き出してロックピン５８のロックを解除する。
【００４５】
尚、本実施例では、油圧制御弁２５の制御デューティが大きくなるに従って、ロックモードＬ１，Ｌ２、進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲの順に制御モードが切り替わるように構成されているが、例えば、油圧制御弁２５の制御デューティが大きくなるに従って、遅角モードＲ、保持モードＨ、進角モードＡ、ロックモードＬ１，Ｌ２の順に制御モードが切り替わるように構成したり、或は、遅角モードＲと進角モードＡの順序を入れ替えて、ロックモードＬ１，Ｌ２、遅角モードＲ、保持モードＨ、進角モードＡの順に制御モードが切り替わるように構成しても良い。
【００４６】
また、本発明は、位相制御用の油圧制御弁機能とロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化した油圧制御弁を用いる構成に限定されず、ＶＣＴ位相を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁と、ロックピンを駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁とを個別に有する構成のものを用いても良い。
【００４７】
エンジン制御回路２１は、特許請求の範囲でいう位相制御手段として機能し、位相Ｆ／Ｂ制御（可変バルブタイミング制御）中に、エンジン運転条件に基づいて目標ＶＣＴ位相（目標バルブタイミング）を演算して、吸気側カム軸１６の実ＶＣＴ位相（吸気バルブの実バルブタイミング）を目標ＶＣＴ位相（目標バルブタイミング）に一致させるように油圧制御弁２５の制御デューティ（制御量）を例えばＰＤ制御等によりＦ／Ｂ制御して可変バルブタイミング装置１８の進角室４２と遅角室４３に供給する油圧をＦ／Ｂ制御する。ここで、「Ｆ／Ｂ」は「フィードバック」を意味する（以下、同じ）。
【００４８】
更に、エンジン制御回路２１は、特許請求の範囲でいうロック制御手段としても機能し、ロック要求が発生したときにロックピン５８を突出させてＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックするロック制御（ロックモードの制御）を実行するように油圧制御弁２５を制御する。
【００４９】
このロック制御の具体例を図６を用いて説明する。図６の例は、ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも遅角側の位相で保持されている状態でロック要求が発生したときの制御例を示している。図６の例では、ロック要求が発生した時点ｔ1 で、ロックモードのオイル充填モードＬ１に切り替えて、ロックピン５８を突出させて連通路６３を開放して進角室４２と遅角室４３とを連通させた状態に切り替えて、油圧制御弁２５により進角室４２にオイルを供給すると共に、進角室４２に供給したオイルの一部を連通路６３を通して遅角室４３にも供給する。
【００５０】
このオイル充填モードＬ１の制御中は、進角室４２に供給したオイルの一部を連通路６３を通して遅角室４３にも供給するが、両室４２，４３間のオイルの流動遅れがあるため、進角室４２の油圧が遅角室４３の油圧よりも高くなり、この油圧の差によってＶＣＴ位相を緩やかに進角させて中間ロック位相に近付けることができる。この際、ばね５５のばね力が進角方向に作用するため、ＶＣＴ位相の進角動作がばね５５のばね力によって補助される。
【００５１】
このオイル充填モードＬ１の制御を所定時間実行した時点ｔ2 で、ＶＣＴ位相が中間ロック位相付近まで進角したと判断して、ロック保持モードＬ２に切り替える。このロック保持モードＬ２では、ロックピン５８を突出させながら進角室４２と遅角室４３の両方のオイル供給油路を遮断して（又は小流量に絞って）、両室４２，４３の油圧を保持する。この段階では、まだＶＣＴ位相を保持する力（両室４２，４３の油圧）は不足するため、ばね５５のばね力によっＶＣＴ位相が緩やかに進角しながら吸気側カム軸１６のトルクによりＶＣＴ位相が変動するが、この変動により、ＶＣＴ位相が中間ロック位相に一致した時点ｔ3 で、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでロックした状態となる。この後は、ＶＣＴ位相が中間ロック位相で安定するため、ＶＣＴ位相が中間ロック位相付近で安定した状態が所定時間継続した時点ｔ4 でロック完了と判定する。
【００５２】
更に、本実施例では、図７に示すように、ロック状態が継続する期間中に所定時間Ｔ１が経過する毎に、ロック保持モードＬ２からオイル充填モードＬ１に切り替えて進角室４２にオイルを充填する間欠オイル充填制御を所定時間Ｔ２だけ実行してから、ロック保持モードＬ２に復帰するという処理を繰り返す。このようにすれば、ロック状態が継続する期間中に、進角室４２や遅角室４３の隙間からオイルが漏れても、間欠オイル充填制御により間欠的に進角室４２にオイルを補給して、そのオイルの一部を連通路６３を通して遅角室４３にも補給することができ、オイル漏れにより進角室４２や遅角室４３のオイル充填量が減少して油圧が低下することを防止できる。しかも、ロック状態が継続する期間中に、間欠オイル充填制御を間欠的に実行するだけであるため、車両の他の油圧駆動機器を駆動する油圧を確保でき、他の油圧駆動機器の動作性に与える影響が少ない。
【００５３】
この場合、間欠オイル充填制御を実行する間隔（Ｔ１）は、進角室４２や遅角室４３からのオイルの漏れ量を想定して予め決められた一定の間隔に設定しても良いが、間欠オイル充填制御を実行する間隔（Ｔ１）を、冷却水温、油温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定するようにしても良い。油温（冷却水温）に応じてオイルの粘度が変化して進角室４２や遅角室４３からのオイルの漏れ量が変化し、また、エンジン回転速度によっても進角室４２や遅角室４３からのオイルの漏れ量が変化する。従って、間欠オイル充填制御を実行する間隔（Ｔ１）を、冷却水温、油温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定すれば、冷却水温、油温、エンジン回転速度がどの様に変化しても、各室４２，４３のオイルの漏れ具合に応じて適正なタイミングでオイルを補給して各室４２，４３の油圧を適正範囲に戻すことができる。
【００５４】
更に、本実施例では、エンジン制御回路２１は、特許請求の範囲でいうロック解除制御手段としても機能し、ロック解除要求が発生したときにロックピン５８をロック解除方向に駆動するように油圧制御弁２５を制御してロック解除する。
【００５５】
具体的には、図８に示すように、ロック解除要求が発生した時点ｔ9 で、ロックピン５８をロック解除方向に駆動できる制御領域（進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲのいずれかの制御領域）で、一旦、ＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相の方向とは反対方向に駆動する反対方向駆動制御を実行しつつロックピン５８をロック解除方向に駆動するように油圧制御弁２５を制御する。
【００５６】
このように、ロック解除要求が発生したときに、ロックピン５８をロック解除方向に駆動できる制御領域で、一旦、ＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相の方向とは反対方向に駆動する反対方向駆動制御を実行しつつロックピン５８をロック解除方向に駆動するように油圧制御弁２５を制御すれば、ロック解除制御時にロックピン５８の先端がロック穴５９の目標ＶＣＴ位相方向側の壁面に強く押し付けられてロックピン５８がロック穴５９から抜け出せなくなることを防止できて、確実にロック解除できると共に、ロック解除の判定が容易であり、ロック状態からの位相Ｆ／Ｂ制御の応答性を向上できる。
【００５７】
この場合、反対方向駆動制御の実行時間（Ｔ３）は、ロック解除動作に必要な時間を想定して予め決められた一定の時間に設定しても良いが、この反対方向駆動時間の適正値は、油温（冷却水温）やエンジン回転速度に応じて変化する。油温（冷却水温）に応じてオイルの粘度（流動抵抗）が変化して油圧上昇速度が変化し、また、エンジン回転速度に応じてオイルポンプ２８の回転速度（吐出量）が変化して油圧上昇速度が変化するためである。
【００５８】
例えば、反対方向駆動制御の実行時間（Ｔ３）が長くなり過ぎると、ロック解除制御時にロックピン５８の先端がロック穴５９の目標ＶＣＴ位相の方向とは反対側の壁面に強く押し付けられてロックピン５８がロック穴５９から抜け出せなくなる可能性があり、一方、反対方向駆動制御の実行時間（Ｔ３）が短くなり過ぎると、油圧上昇が不足してロックピン５８がロック穴５９の目標ＶＣＴ位相の方向側の壁面に強く押し付けられた状態を十分に緩和できず、ロック解除に失敗する可能性がある。
【００５９】
そこで、反対方向駆動制御の実行時間（Ｔ３）を、冷却水温、油温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定するようにしても良い。このようにすれば、冷却水温、油温、エンジン回転速度がどの様に変化しても、ＶＣＴ位相の反対方向の駆動量を適正に設定でき、ロック解除制御時にロックピン５８がロック穴５９の目標ＶＣＴ位相の方向とは反対側の壁面に強く押し付けられてロックピン５８がロック穴５９から抜け出せなくなることを防止できると共に、油圧不足でロック解除に失敗することも防止できる。      
【００６０】
また、反対方向駆動制御の実行中にＶＣＴ位相の変化を検出した時点でロック解除と判定して反対方向駆動制御を終了して位相Ｆ／Ｂ制御に移行するようにしても良い。ロック解除が完了すると、ＶＣＴ位相が変化し始めるため、ＶＣＴ位相の変化を検出した時点でロック解除と判定することができる。
【００６１】
以上説明した本実施例のロック制御及びロック解除制御は、エンジン制御回路２１によって図９乃至図１１の各ルーチンに従って実行される。以下、各ルーチンの処理内容を説明する。
【００６２】
［ロック制御ルーチン］
図９のロック制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうロック制御手段として機能する。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、ロック要求が発生したか否かを判定し、ロック要求が発生していないと判定されれば、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００６３】
一方、上記ステップ１０１で、ロック要求が発生したと判定されれば、ステップ１０２に進み、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも所定量α遅角側であるか否かで、ロック制御を行うのに適した位相であるか否かを判定する。その結果、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも所定量α遅角側ではないと判定されれば、ロック制御を行うのに適した位相ではないと判断して、ステップ１１０に進み、中間ロック位相よりも所定量α遅角側の位相（中間ロック位相−α）を目標ＶＣＴ位相に設定して位相Ｆ／Ｂ制御を実行し、実ＶＣＴ位相を中間ロック位相よりも所定量α遅角側の位相まで遅角させる。
【００６４】
これに対し、上記ステップ１０２で、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも所定量α遅角側であると判定されれば、ロック制御を行うのに適した位相であると判断して、ステップ１０３に進み、オイル充填モードＬ１の実行時間をカウントするオイル充填カウンタをカウントアップし、次のステップ１０４で、オイル充填カウンタのカウント値が所定値を越えたか否かを判定し、まだオイル充填カウンタのカウント値が所定値を越えていなければ、ステップ１１１に進み、油圧制御弁２５の制御デューティをオイル充填モードＬ１の値（例えば０％）に設定して、オイル充填モードＬ１の制御を実行して、両室４２，４３にオイルを充填する。
【００６５】
その後、オイル充填カウンタのカウント値が所定値を越えた時点で、オイル充填モードＬ１の制御の終了タイミングと判断して、上記ステップ１０４からステップ１０５に進み、油圧制御弁２５の制御デューティをロック保持モードＬ２の値（例えば３５％）に切り替えて、オイル充填モードＬ１からロック保持モードＬ２の制御に移行する。ロック保持モードＬ２の制御中は、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んでロック状態になるまで、ばね５５のばね力によっＶＣＴ位相が緩やかに進角しながら吸気側カム軸１６のトルクによりＶＣＴ位相が変動する。
【００６６】
この後、ステップ１０６に進み、実ＶＣＴ位相が安定したか否かを、実ＶＣＴ位相の所定時間当たりの変化量が所定値以内であるか否かで判定し、実ＶＣＴ位相が安定していないと判定されれば、まだロック状態になっていないと判断して、ステップ１１２に進み、ＶＣＴ位相安定カウンタのカウント値をリセットして本ルーチンを終了する。このＶＣＴ位相安定カウンタは、実ＶＣＴ位相が安定している状態の継続時間をカウントするカウンタである。
【００６７】
これに対し、上記ステップ１０６で、実ＶＣＴ位相が安定していると判定されれば、ロック状態になっている可能性があると判断して、ステップ１０７に進み、ＶＣＴ位相安定カウンタをカウントアップし、次のステップ１０８で、ＶＣＴ位相安定カウンタのカウント値が所定値を越えたか否かを判定し、まだＶＣＴ位相安定カウンタのカウント値が所定値を越えていなければ、そのまま本ルーチンを終了する。その後、ＶＣＴ位相安定カウンタのカウント値が所定値を越えた時点で、ステップ１０８からステップ１０９に進み、ロック完了と判定して本ルーチンを終了する。これにより、ロック制御（ロックモードの制御）が終了する。
【００６８】
［間欠オイル充填制御ルーチン］
図１０の間欠オイル充填制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、ロック継続中であるか否かを判定し、ロック継続中でなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００６９】
一方、上記ステップ２０１で、ロック継続中と判定されれば、ステップ２０２に進み、ロック継続時間をカウントするロック継続時間カウンタをカウントアップし、次のステップ２０３で、ロック継続時間カウンタでカウントしたロック継続時間が所定時間Ｔ１以上であるか否かを判定し、まだロック継続時間が所定時間Ｔ１に達していなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００７０】
ここで、所定時間Ｔ１は、ロック継続中の各室４２，４３からのオイル漏れ量が許容値を越えて各室４２，４３へのオイルの補給が必要となるまでの時間を想定して設定されている。この所定時間Ｔ１は、予め決められた一定の間隔に設定しても良いが、油温（冷却水温）やエンジン回転速度に応じて各室４２，４３からのオイルの漏れ量が変化することを考慮して、冷却水温、油温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて所定時間Ｔ１をマップ又は数式等により算出しても良い。
【００７１】
その後、ロック継続時間が所定時間Ｔ１以上になった時点で、ステップ２０３からステップ２０４に進み、油圧制御弁２５の制御デューティをオイル充填モードＬ１の値（例えば０％）に設定して、間欠オイル充填制御（オイル充填モードＬ１の制御）を実行して、各室４２，４３にオイルを充填する。
【００７２】
この後、ステップ２０５に進み、間欠オイル充填制御の実行時間をカウントする間欠オイル充填制御実行時間カウンタをカウントアップし、次のステップ２０６で、間欠オイル充填制御実行時間カウンタでカウントした間欠オイル充填制御の実行時間が所定時間Ｔ２以上になったか否かを判定し、まだ間欠オイル充填制御の実行時間が所定時間Ｔ２に達していなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００７３】
ここで、所定時間Ｔ２は、前回の間欠オイル充填制御から今回の間欠オイル充填制御までのロック継続中の各室４２，４３からのオイルの漏れ量相当分のオイルを各室４２，４３に充填するのに必要な時間に設定されている。この所定時間Ｔ２は、予め決められた一定の時間に設定しても良いが、油温（冷却水温）やエンジン回転速度に応じて各室４２，４３からのオイルの漏れ量が変化することを考慮して、冷却水温、油温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて所定時間Ｔ２をマップ又は数式等により算出しても良い。
【００７４】
一方、上記ステップ２０６で、間欠オイル充填制御の実行時間が所定時間Ｔ２以上になったと判定されれば、間欠オイル充填制御の終了タイミングと判断して、ステップ２０７に進み、ロック継続時間カウンタのカウント値をリセットし、次のステップ２０８で、間欠オイル充填制御実行時間カウンタのカウント値をリセットする。この後、ステップ２０９に進み、油圧制御弁２５の制御デューティをロック保持モードＬ２の値（例えば３５％）に切り替えて、間欠オイル充填制御（オイル充填モードＬ１の制御）からロック保持モードＬ２の制御に復帰する。
【００７５】
［ロック解除制御ルーチン］
図１１のロック解除制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいうロック解除制御手段として機能する。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、ロック解除要求が発生したか否かを判定し、ロック解除要求が発生していないと判定されれば、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。
【００７６】
一方、上記ステップ３０１で、ロック解除要求が発生したと判定されれば、ステップ３０２に進み、実ＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相の方向とは反対方向に駆動する反対方向駆動制御の実行時間をカウントする反対方向駆動制御時間カウンタをカウントアップし、次のステップ３０３で、反対方向駆動制御の実行時間を決める設定時間Ｔ３を算出する。この設定時間Ｔ３は、ロック解除動作に要する時間を想定して予め決められた一定の時間に設定しても良いが、油温（冷却水温）やエンジン回転速度に応じて各室４２，４３の油圧上昇速度が変化することを考慮して、冷却水温、油温、エンジン回転速度のうちの少なくとも１つに基づいて設定時間Ｔ３をマップ又は数式等により算出しても良い。
【００７７】
この後、ステップ３０４に進み、反対方向駆動制御時間カウンタでカウントした反対方向駆動制御の実行時間が設定時間Ｔ３以下で、且つ実ＶＣＴ位相が変化しないか否かを判定する。その結果、反対方向駆動制御の実行時間が設定時間Ｔ３以下で、且つ実ＶＣＴ位相が変化しないと判定されれば、まだロック解除されていないと判断して、ステップ３０５に進み、目標ＶＣＴ位相が中間ロック位相（実ＶＣＴ位相）よりも進角側であるか否かを判定し、目標ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも進角側であれば、ステップ３０６に進み、実ＶＣＴ位相を一定に保持する保持デューティ（学習値）に所定値βを加算した値を新たな制御デューティに設定して、実ＶＣＴ位相を遅角側にずらす。
制御デューティ＝保持デューティ＋β＝遅角モードＲの値
【００７８】
一方、上記ステップ３０５で、目標ＶＣＴ位相が中間ロック位相よりも遅角側であると判定されれば、ステップ３０６に進み、保持デューティ（学習値）から所定値βを減算した値を新たな制御デューティに設定して、実ＶＣＴ位相を進角側にずらす。
制御デューティ＝保持デューティ−β＝進角モードＡの値
【００７９】
また、上記ステップ３０４で「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、反対方向駆動制御の実行時間が設定時間Ｔ３以上になった場合、又は、実ＶＣＴ位相が変化し始めた場合は、ステップ３０８に進み、ロック解除と判定して、ステップ３０９に進み、反対方向駆動制御を終了して位相Ｆ／Ｂ制御に移行する。
【００８０】
以上説明した本実施例では、ロック制御によりロックピン５８を突出させたときに進角室４２と遅角室４３とを連通させて進角室４２と遅角室４３との間でオイルが出入り可能な状態に切り替えられるように構成され、ロック要求が発生したときにロックピン５８を突出させて進角室４２と遅角室４３とを連通させた状態に切り替えて、進角室４２にオイルを供給して、該進角室４２から遅角室４３にもオイルを充填するオイル充填モードＬ１の制御を所定期間行った後、当該進角室４２へのオイルの供給を遮断した状態（又は小流量に絞った状態）に切り替え、この状態を継続している期間にＶＣＴ位相の変動が小さくなってＶＣＴ位相が中間ロック位相付近で安定したことを確認した時点でロック完了と判定するようにしたので、ロックピン５８をロック穴５９に確実に嵌まり込ませて完全なロック状態を容易に実現できると共に、ロック完了の誤判定を防止することができる。
【００８１】
しかも、ロック状態が継続する期間中に、間欠的に進角室４２にオイルを充填する間欠オイル充填制御を実行するようにしたので、ロック状態が継続する期間中に、進角室４２や遅角室４３の隙間からオイルが漏れても、間欠オイル充填制御により間欠的に進角室４２や遅角室４３にオイルを補給することができ、オイル漏れにより両室４２，４３のオイル充填量が減少して油圧が低下することを防止できる。しかも、ロック状態が継続する期間中に、間欠オイル充填制御を間欠的に実行するだけであるため、車両の他の油圧駆動機器を駆動する油圧を確保でき、他の油圧駆動機器の動作性に与える影響が少ない。
【００８２】
また、ロック解除要求が発生したときに、ロックピン５８をロック解除方向に駆動できる制御領域で、一旦、ＶＣＴ位相を目標ＶＣＴ位相の方向とは反対方向に駆動する反対方向駆動制御を実行しつつロックピン５８をロック解除方向に駆動するように油圧制御弁２５を制御するようにしたので、ロック解除制御時にロックピン５８の先端がロック穴５９の目標ＶＣＴ位相方向側の壁面に強く押し付けられてロックピン５８がロック穴５９から抜け出せなくなることを防止できて、確実にロック解除できると共に、ロック解除の判定が容易であり、ロック状態からの位相Ｆ／Ｂ制御の応答性を向上できる。
【００８３】
尚、本実施例は、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング装置に適用して具体化した実施例であるが、排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用して実施しても良い。本発明を排気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用する場合は、排気バルブのＶＣＴ位相の制御方向（「進角」と「遅角」の関係）を吸気バルブのＶＣＴ位相の制御方向とは反対にすれば良い。
【００８４】
その他、本発明は、可変バルブタイミング装置１８の構成や油圧制御弁２５の構成等を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…クランク軸、１３…タイミングチェーン、１４，１５…スプロケット、１６…吸気カム軸、１７…排気カム軸、１８…可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）、１９…カム角センサ、２０…クランク角センサ、２１…エンジン制御回路（ロック制御手段，ロック解除制御手段，位相制御手段）、２５…油圧制御弁（油圧制御装置）、２８…オイルポンプ、３１…ハウジング、３５…ロータ、４０…ベーン収容室、４１…ベーン、４２…進角室、４３…遅角室、５０…中間ロック機構、５５…ばね（付勢手段）、５８…ロックピン、５９…ロック穴、６２…スプリング、６３…連通路
【図１】
2010255499.tif 000003
【図２】
2010255499.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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